Исследования вертикально-дисковых, горизонтально дисковых и барабанных корнерезок показывают, что основными факторами, обусловливающими рабочий процесс этих машин, являются частота вращения режущего аппарата, площадь, описываемая ножами за один оборот, количество ножей, угол наклона и форма питательной воронки.
Взаимосвязь между основными параметрами корнерезок с движущимися ножами выражается уравнением производительности, которое в общем виде выглядит так:
(7)
где Q - производительность корнерезки, кг/ч; V - объем продукта, срезаемого ножами за один оборот диска или барабана, м3; п -частота вращения ножевого аппарата, об/мин; - насыпная масса корнеклубнеплодов, кг/м3.
Значение V для каждого типа корнерезок и вида применяемых ножей различно.
Так, объем продукта, отрезаемого за один оборот режущего аппарата дисковой корнерезки, имеющей ножи со сплошным лезвием, будет
(8)
а теоретическая производительность
где V - объем продукта, отрезаемого за один оборот, м3, Q – теоретическая производительность корнерезки, кг/ч, R - радиус круга, описываемого внешним концом лезвия ножа, м; r - радиус круга, описываемого внутренним концом лезвия ножа, м; h - толщина отрезаемой стружки, м; z - число ножей; п - частота вращения диска, об/мин; - плотность корнеклубнеплодов, равная: для свеклы - 570 670, картофеля - 650 730, моркови - 560 575 кг/м3; - конструктивный коэффициент использования ножей, равный: для вертикально - дисковых корнерезок 0,3 - 0,4, для горизонтально – дисковых - 0,8 0,9; - коэффициент, учитывающий пустоту между частицами продукта, равный 0,6 0,7.
|
|
Для конических барабанных корнерезок, имеющих ножи со сплошными лезвиями, объем продукта, отрезаемого за один оборот режущего аппарата, составит
(9)
а производительность
(10)
где rср - средний радиус усеченного конуса, описываемого ножами конической барабанной корнерезки, м; L - длина образующей усеченного конуса (ножа), м; k0 - конструктивный коэффициент использования ножей, равный 0,3 0,35.
В том случае, когда диск или барабан корнерезки снабжены ножами с гребенчатым или совочкообразным лезвием, при которых, как известно, стружка толщиной h снимается лишь проходом двух ножей, в формулы объема и производительности вместо z подставляют .
При проектировании корнерезок уравнения производительности могут быть использованы для определения по заданной Q основных конструктивных размеров рабочего органа корнерезки R, r, rср, L.
Мощность, потребная для работы корнерезки, расходуется на преодоление сил сопротивления резанию корнеклубнеплодов, сил трения, возникающих при соприкосновении продукта с движущимися частями машины (барабаном или диском) и сил сопротивления в передаточном механизме.
|
|
Мощность, затрачиваемая на резание, определяется по формуле:
(11)
где N 1 - мощность, затрачиваемая на резание, Вт; - удельное сопротивление резанию, равное 1500 - 2000 Н/м; L - длина ножа, м; Z - число ножей; - средняя скорость резания, м/с; - конструктивный коэффициент использования ножей; k' - коэффициент, учитывающий пустоты между частицами продукта, равный 0,6 - 0,7.
Мощность, затрачиваемая на преодоление трения корнеклубнеплодов о диск радиусом R при условии приложения силы трения на плече, равном R, будет:
(12)
где - мощность, затрачиваемая на преодоление трения корнеклубнеплодов о диск, Вт; R - радиус, описываемый внешним концом лезвия ножа; f - коэффициент трения продукта о диск; - угловая скорость диска, рад/с; - коэффициент, учитывающий уменьшение силы нормального давления продукта на диск за счет срезания стружки ножами, равный 0,6-0,7; Т - сила нормального давления, Н, которая зависит от количества продукта G, находящегося в воронке (рис. 42) и угла наклона плоскости воронки, и определяется формулой
Количество продукта в воронке будет
где - объем воронки, м3; - плотность корнеклубнеплодов, кг/м3.
Рис. 12. Действие силы давления на наклонную поверхность воронки
Следовательно,
Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления в передаточном механизме, учитывается к. п. д. передачи.
Таким образом, мощность, потребная на привод корнерезки, будет
где N - мощность, потребная на привод корнерезки, Вт; - к. п. д. подшипников, равный 0,97 - 0,99 (большее значение для подшипников качения, меньшее - для подшипников скольжения); - к. п. д. трансмиссии.